Przełom w medycynie? Nanoroboty zabijają raka

Naukowcy stworzyli programowalne nanoroboty, pozwalające zmniejszyć guzy nowotworowe, poprzez odcięcie do nich dopływu krwi. To ogromny postęp w dziedzinie nanomedycyny.

Aktualizacja: 01.03.2018 06:16 Publikacja: 01.03.2018 06:08

Przełom w medycynie? Nanoroboty zabijają raka

Foto: Shutterstock

Naukowcy z Arizona State University (ASU), we współpracy z naukowcami z Narodowego Centrum Nanonauki i Technologii (NCNST), z Chińskiej Akademii Nauk zaprogramowali nanoroboty, aby zmniejszyć guzy poprzez odcięcie do nich dopływu krwi. - Opracowaliśmy pierwszy w pełni autonomiczny, zrobotyzowany system DNA do bardzo precyzyjnej i ukierunkowanej terapii nowotworów” - powiedział Hao Yan, dyrektor Centrum Projektowania Molekularnego i Biomimetyki ASU.

Yan jest ekspertem w dziedzinie DNA origami. Technika ta pozwala na takie wykorzystanie DNA, aby otrzymać dwu lub trójwymiarowe struktury, które mają wiele zastosowań od artystycznych po systemy dostarczania leków. Elementy struktur mogą samoczynnie składać się w różne kształty i rozmiary, a wszystko to w skali tysiąckrotnie mniejszej niż grubość ludzkiego włosa.

Nanomedycyna jest nową dziedziną nauki, która stara się wykorzystać nanocząsteczki w celu diagnozowania i leczenia trudnych chorób, zwłaszcza nowotworów.

Dotychczasowe próby zbudowania robota, który znajdzie i zniszczy nowotwór nie szkodząc przy tym zdrowym komórkom nie przynosiły rezultatu. Międzynarodowy zespół badaczy przezwyciężył ten problem, znalazł stosunkowo prostą strategię, aby znaleźć i zagłodzić guz.

Każdy nanorobot jest wykonany z płaskiego arkusza DNA o wielkości 90 na 60 nanometrów. Do powierzchni, którego przymocowany enzym o nazwie trombina, odpowiedzialny za krzepnięcie krwi. Może on powodować krzepnięcie krwi wewnątrz naczyń krwionośnych, które odżywiają guza, powodując śmierć tkanki nowotworowej.

Kluczem do zaprogramowania nanorobota, aby atakował tylko komórkę nowotworową było umieszczenie na jego powierzchni specjalnego ładunku o nazwie aptamer DNA. Aptamery to fragmenty kwasów nukleinowych, które wiążą się z określoną cząsteczką. Można go ukierunkować na białko, zwane nukleoliną, które jest wytwarzane tylko na powierzchni komórek śródbłonka nowotworowego - i nie znajduje się na powierzchni zdrowych komórek. Tak zaprogramowany nanorobot wyrusza do serca guza, aby tam uwolnić trombinę i odciąć naczynia krwionośne dostarczające pożywienie.

Badanie przeprowadzono na myszach i świniach rasy Bama, u których nanoroboty szybko gromadziły się, w dużych ilościach, wokół guza, aby dokonać ataku na nowotwór. Leczenie blokowało ukrwienie guza i uszkodzenie tkanki nowotworowej. Po 24 godzinach większość nanorobotów była usuwana z organizmu.

- Kombinacje nanorobotów z różnymi czynnikami leczniczymi mogą pomóc w osiągnięciu ostatecznego celu badań nad rakiem: wyeliminowaniu guzów stałych i unaczynionych przerzutów. Ponadto obecna strategia może zostać opracowana, jako platforma dystrybucji leków w leczeniu innych chorób - poprzez zmianę geometrii nanostruktur, grup docelowych i załadowanych ładunków. – podsumował Yan.

Naukowcy z Arizona State University (ASU), we współpracy z naukowcami z Narodowego Centrum Nanonauki i Technologii (NCNST), z Chińskiej Akademii Nauk zaprogramowali nanoroboty, aby zmniejszyć guzy poprzez odcięcie do nich dopływu krwi. - Opracowaliśmy pierwszy w pełni autonomiczny, zrobotyzowany system DNA do bardzo precyzyjnej i ukierunkowanej terapii nowotworów” - powiedział Hao Yan, dyrektor Centrum Projektowania Molekularnego i Biomimetyki ASU.

Yan jest ekspertem w dziedzinie DNA origami. Technika ta pozwala na takie wykorzystanie DNA, aby otrzymać dwu lub trójwymiarowe struktury, które mają wiele zastosowań od artystycznych po systemy dostarczania leków. Elementy struktur mogą samoczynnie składać się w różne kształty i rozmiary, a wszystko to w skali tysiąckrotnie mniejszej niż grubość ludzkiego włosa.

2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Subskrybuj
Nauka
Kto przetrwa wojnę atomową? Mocarstwa budują swoje "Arki Noego"
Nauka
Czy wojna nuklearna zniszczy cała cywilizację?
Nauka
Niesporczaki pomogą nam zachować młodość? „Klucz do zahamowania procesu starzenia”
Nauka
W Australii odkryto nowy gatunek chrząszcza. Odkrywca pomylił go z ptasią kupą
Materiał Promocyjny
Jak kupić oszczędnościowe obligacje skarbowe? Sposobów jest kilka
Nauka
Sensacyjne ustalenia naukowców. Sfotografowano homoseksualny akt humbaków